Nghiên cứu cơ chế quang hợp ở sinh vật để hoàn thiện hệ thống pin quang năng

* Google sẽ sử dụng 100% năng lượng tái tạo

Pin năng lượng Mặt trời ngày càng được cải tiến, với hiệu suất biến đổi ánh nắng thành điện năng của các phiên bản thương mại là 20% và tỷ lệ này ở các phiên bản đang thử nghiệm là 30%. Dù vậy, các nhà khoa học vẫn muốn nâng cao hơn nữa hiệu suất của pin quang năng và phát hiện mới của các nhà khoa học Mỹ có thể cách mạng hóa ngành công nghiệp điện Mặt trời.

Nghiên cứu do hai nghiên cứu sinh Hsiang-Yu Yang và Gabriela Schlau-Cohen của Đại học Stanford dẫn đầu tập trung vào cơ chế thu thập ánh sáng của vi khuẩn quang màu tía (thường được dùng để nghiên cứu sự quang hợp) nhằm tìm hiểu qui trình quang hợp ở cấp độ phân tử. Theo đó, họ quan sát hoạt động của prôtêin (hay ăng-ten) nhận ánh sáng của vi khuẩn, gọi là phức hợp LH2, và phát hiện ra cách thức mà sinh vật tự vệ trước cường độ ánh sáng mạnh. Cụ thể, các tế bào quang hợp của vi khuẩn sử dụng các quang tử (photon) để lưu trữ năng lượng ở dạng hóa chất trong những ngày ít nắng. Còn vào những ngày nắng gắt, chúng sẽ tán xạ năng lượng dư thừa để ngăn chặn sự hình thành của các hóa chất có hại. Qui trình này được cho là đã giúp vi khuẩn, tảo và cây cối phát triển và thu thập năng lượng bất kể điều kiện thời tiết như thế nào.

Nhóm nghiên cứu tin rằng một hệ thống thu năng lượng tương tự có thể được tích hợp vào các tấm pin quang năng trong tương lai, giúp chúng đạt hiệu suất cao hơn. Nhưng trước mắt, nhóm nghiên cứu sẽ cần tiếp tục tìm hiểu liệu qui trình tương tự có xuất hiện ở các loài thực vật bậc cao hay không để từ đó, họ có thể tìm ra cách thiết kế một hệ thống khai thác ánh nắng một cách hoàn thiện.

* Rick Needham, giám đốc phụ trách lĩnh vực năng lượng và phát triển bền vững của Google, mới đây cho biết “gã khổng lồ tìm kiếm qua mạng” đang đặt mục tiêu sử dụng 100% nguồn năng lượng tái tạo trong tương lai. Hiện 34% nhu cầu điện năng của Google được cung cấp bởi năng lượng từ gió và ánh nắng.

Theo ông Needham, Google đang mạnh tay đầu tư nhằm nâng cao mức độ sử dụng năng lượng tái tạo từ 34% lên 100%. Chỉ riêng trong quý 4-2013, công ty này đã chi 2,25 tỉ USD vào các trung tâm dữ liệu và cơ sở hạ tầng nhằm khuyến khích việc sử dụng năng lượng sạch để cắt giảm các chi phí hoạt động hằng ngày. “Chúng tôi vừa đầu tư hơn 1 tỉ USD vào 15 dự án có khả năng sản xuất 2 gigawatt điện trên toàn thế giới (chủ yếu ở Mỹ) tương đương công suất của đập thủy điện Hoover” - ông Needham nói thêm. Được biết, Google vừa khai trương trạm sản xuất năng lượng Mặt trời Ivanpah tại vùng giáp ranh California–Nevada, phía Tây Nam Las Vegas.

Được biết ngoài Google, các công ty khác ở thung lũng Silicon cũng đang đầu tư vào các nguồn năng lượng tái tạo. “Thung lũng Silicon đang nhắm tới mục tiêu sử dụng nguồn năng lượng tái tạo hiệu quả. Google đi đầu trong lĩnh vực này và họ đang triển khai nhiều sáng kiến ​​khác nhau nhằm tìm ra cách tốt nhất để giảm bớt mức độ gây ô nhiễm của họ cũng như kiểm soát chi phí năng lượng ” - Ben Schachter, chuyên gia phân tích cao cấp của công ty chứng khoán Macquarie, cho biết.

ĐƯỜNG THẤT-HOÀNG NAM
(Theo Science Daily, Tech Times, Opposing Views)